C - Bitvelden

Stel dat uw C-programma een aantal TRUE/FALSE-variabelen bevat, gegroepeerd in een structuur die status wordt genoemd, als volgt:−

struct {
   unsigned int widthValidated;
   unsigned int heightValidated;
} status;

Deze structuur vereist 8 bytes geheugenruimte, maar in feite gaan we 0 of 1 opslaan in elk van de variabelen. De programmeertaal C biedt een betere manier om de geheugenruimte in dergelijke situaties te benutten.

Als u dergelijke variabelen binnen een structuur gebruikt, kunt u de breedte van een variabele definiëren die de C-compiler vertelt dat u alleen dat aantal bytes gaat gebruiken. De bovenstaande structuur kan bijvoorbeeld als volgt worden herschreven −

struct {
   unsigned int widthValidated : 1;
   unsigned int heightValidated : 1;
} status;

De bovenstaande structuur vereist 4 bytes geheugenruimte voor de statusvariabele, maar er worden slechts 2 bits gebruikt om de waarden op te slaan.

Als u maximaal 32 variabelen wilt gebruiken, elk met een breedte van 1 bit, dan zal ook de statusstructuur 4 bytes gebruiken. Zodra u echter 33 variabelen hebt, wijst het de volgende sleuf van het geheugen toe en begint het 8 bytes te gebruiken. Laten we het volgende voorbeeld bekijken om het concept te begrijpen −

#include <stdio.h>
#include <string.h>

/* define simple structure */
struct {
   unsigned int widthValidated;
   unsigned int heightValidated;
} status1;

/* define a structure with bit fields */
struct {
   unsigned int widthValidated : 1;
   unsigned int heightValidated : 1;
} status2;
 
int main( ) {
   printf( "Memory size occupied by status1 : %d\n", sizeof(status1));
   printf( "Memory size occupied by status2 : %d\n", sizeof(status2));
   return 0;
}

Wanneer de bovenstaande code wordt gecompileerd en uitgevoerd, levert dit het volgende resultaat op −

Memory size occupied by status1 : 8
Memory size occupied by status2 : 4

Bitvelddeclaratie

De declaratie van een bitveld heeft de volgende vorm binnen een structuur −

struct {
   type [member_name] : width ;
};

De volgende tabel beschrijft de variabele elementen van een bitveld −

De variabelen die met een vooraf gedefinieerde breedte zijn gedefinieerd, worden bitvelden genoemd . Een bitveld kan meer dan een enkele bit bevatten; als u bijvoorbeeld een variabele nodig hebt om een ​​waarde van 0 tot 7 op te slaan, kunt u als volgt een bitveld met een breedte van 3 bits definiëren −

struct {
   unsigned int age : 3;
} Age;

De bovenstaande structuurdefinitie instrueert de C-compiler dat de variabele leeftijd slechts 3 bits gaat gebruiken om de waarde op te slaan. Als u meer dan 3 bits probeert te gebruiken, kunt u dit niet doen. Laten we het volgende voorbeeld proberen −

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct {
   unsigned int age : 3;
} Age;

int main( ) {

   Age.age = 4;
   printf( "Sizeof( Age ) : %d\n", sizeof(Age) );
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   Age.age = 7;
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   Age.age = 8;
   printf( "Age.age : %d\n", Age.age );

   return 0;
}

Wanneer de bovenstaande code is gecompileerd, wordt deze gecompileerd met een waarschuwing en wanneer deze wordt uitgevoerd, levert deze het volgende resultaat op −

Sizeof( Age ) : 4
Age.age : 4
Age.age : 7
Age.age : 0